INTRODUÇÃO FAUNA DE FORMIGAS NO BIOMONITORAMENTO DE AMBIENTES DE. Pereira, M. P. S. 1 Queiroz, J. M. 2 Valcarcel, R. 2 Nunes, A J.M.

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1 FAUNA DE FORMIGAS NO BIOMONITORAMENTO DE AMBIENTES DE ÁREA DE EMPRÉSTIMO EM REABILITAÇÃO NA ILHA DA MADEIRA, RJ. 1 Acadêmico de engenharia florestal, UFRuralRJ, Seropédica, RJ. 2 Departamento de Ciências Ambientais, UFRuralRJ, Seropédica, RJ. 3 Departamento de Biologia Animal, UFRuralRJ, Seropédica, RJ. Pereira, M. P. S. 1 Queiroz, J. M. 2 Valcarcel, R. 2 Nunes, A J.M. 3 RESUMO A riqueza e diversidade de espécies de formigas varia em função da oferta de atributos ambientais dos ecossistemas, permitindo relacionar a estrutura de comunidades como ferramenta de monitoramento ambiental dos processos de recuperação/reabilitação de ecossistemas alterados. Neste estudo investigamos a fauna de formigas em área de empréstimo submetida a diferentes estratégia de reabilitação desde 1994 na bacia da baía de Sepetiba. Foram encontradas mais espécies e maior diversidade de formigas nos locais onde foram utilizadas maior diversidade de espécies e grupos funcionais de plantas. PALAVRAS-CHAVE: bioindicadores, Formicidae, áreas degradadas. Resumen La riqueza y diversidad de espécies de hormigas varia em función de la oferta de atributos ambientales de los ecosistemas, permitindo relacionar las flutuações populacionais como herramienta de monitoreo ambiental de los processos de recuperación/rehabilitación de ecosistemas alterados. Em el presente estúdio se investigo la fauna de hormigas em área de empréstimo submetida a diferentes estratégias de rehabilitación desde 1994 em la cuenca de la baía de Sepetiba. Fueron observados espécies y diversidad de hormigas maiores em locales de maior diversidade de plantio de espécies e grupos funcionais de plantas. INTRODUÇÃO A utilização de indicadores ambientais pode produzir informações úteis para o manejo e reabilitação de ecossistemas degradados (e.g. Majer 1983,1992; Parr & Chown, 2001). Por serem muito abundantes, importantes funcionalmente e sensíveis a mudanças no ambiente, os insetos apresentam alto potencial para serem utilizados como indicadores ambientais (Rosemberg 1. Laboratório de Ecologia e Conservação/UFRuralRJ. Antiga BR Rio-São Paulo,

2 et al., 1986). Entre os insetos, as formigas merecem destaque pois são fáceis de coletar, relativamente fáceis de separar em nível de espécie e, principalmente, são sensíveis a mudanças no ambiente (Vasconcelos, 1998). As formigas vêm sendo consideradas como um dos principais componentes biológicos de ambientes estruturalmente complexos como as florestas (Fitkau & Klinge, 1973). Muitas espécies são detritívoras e/ou predadoras de outros insetos, contribuindo para a reciclagem dos nutrientes e influenciando a dinâmica populacional de insetos herbívoros (Hölldobler & Wilson, 1990). Vários estudos têm buscado compreender os impactos ocasionados pelas constantes simplificações dos ecossistemas naturais através de análise das comunidades de formigas (Majer, 1996). A riqueza de formigas sobre o piso florestal depende da vegetação e do nível de equilíbrio homeostático do ecossistema, aumentando nos ecossistemas em fase inicial de reabilitação com o número de espécies vegetais (Smith et al., 1992). Vários autores têm demonstrado a existência de correlação significativa entre características estruturais dos habitats e padrões de comunidades de formigas (e.g. Matos et al., 1994). Na Austrália o uso de formigas como indicadores na reabilitação de áreas degradadas pelas atividades de mineração foi estudado e protocolos específicos para os respectivos ecossistemas foram definidos (e.g. Majer et al., 1984, Hoffman et al., 2000, Andersen et al., 2002). Estes mesmos protocolos já foram utilizados em áreas de mineração de bauxita no Brasil (Majer 1992, 1996). O presente trabalho investigou o padrão de ocorrência de espécies de formigas em uma área sob processo de reabilitação em região de Mata Atlântica no Estado do Rio de Janeiro. MATERIAL E MÉTODOS O trabalho foi desenvolvido em 10,81 ha de áreas de empréstimo no Distrito da Ilha da Madeira, Município de Itaguaí, RJ (23º 55' 07'' S e 43º 50' 35'' W) na bacia da baía de Sepetiba em região de domínio ecológico da Mata Atlântica. A região apresenta 90% do seu perímetro com mar, tendo o ponto de maior altitude 225 m e declividade média de 30% (Valcarcel & D`Altério, 1998). Este ambiente sofreu remoção de m 3 de substrato em 1979 para construção do Porto de Sepetiba, sendo posteriormente abandonado sem receber tratamento conservacionista para readequação a paisagem regional da Mata Atlântica (Valcarcel & D`Altério, 1998). Em 1994 o Laboratório de Manejo de Bacias Hidrográficas do Departamento de Ciências Ambientais/UFRRJ iniciou projeto de reabilitação envolvendo o uso de medidas físicas, biológicas e físico-biológicas. Foram utilizadas diferentes combinações de espécies vegetais

3 Medidas Biológicas, para estabelecer a forma e reabilitar os processos ecológicos dos ecossistemas a serem construídos. Na MB-1 utilizou-se pioneira exótica; e na MB-5 8 espécies pioneiras nativas. Houve gradação crescente entre combinação de espécies nativas a partir da (MB-2, 8 espécies mistas (MB-3, 4 espécies); (MB-4, 6 espécies). A coleta de formigas foi realizada em tratamentos com diferentes combinações de espécies vegetais (apenas nativas (MB-5), nativas e exóticas (MB-2 e MB-4), apenas exóticas (MB-1)) e também em uma área testemunha, sem reflorestamento. O tratamento MB-1 era composto apenas de Acacia auriculiformis; o MB-2 de 25% A. auriculiformis, 20% Leucaena leucocephala, 15% Piptadenia gonoacantha, 13% Caesalpinia ferrea, 7% Albizia lebbech, 10% Mimosa caesalpiniaefolia, 5% Psidium guajava e 5% Tabebuia umbellata; o MB-4 com 22% A. auriculiformis, 20% C. fairchildiana, 19% Inga laurina, 16% A. mangium, 11% P. guajava e 10% de P. gonoacantha; e o MB-5 com 21% de Mimosa caesalpiniaefolia, 17% C. fairchildiana, 15% I. laurina, 15% L. leucocephala, 13,5% Mimosa bimucronata, 7,5% Cecropia pachystachya, 6% Schinus terebinthifolius e 5% de P. gonoacantha. Foram utilizados quatro métodos de amostragem da fauna de formigas: 1) foram utilizados armadilhas do tipo pitfall, 10 armadilhas/tratamento, distantes 10 m entre si, totalizando 50 armadilhas, contendo solução de formalina (3%). Depois de ativas por 48 horas foram recolhidos em potes apropriados e levados ao laboratório; 2) envolveu o levantamento de todas as espécies de formigas em 10 armadilhas/tratamento com iscas de sardinha (óleo comestível), dispostas 5 m entre si, por período de exposição de 1 hora. No terceiro método as formigas foram coletas a 1,60 m do piso no caule de 10 árvores/tratamento usando pinça entomológica, durante 5 minutos/árvore, resultando em 40 árvores amostradas. O quarto e ultimo método coletamos galhos (0,3 a 5 cm de diâmetro) em material decomposto, dentro de, parcelas de 1 m 2 (10 unidades/tratamento), distantes 10 m entre si, totalizando 40 m 2 de serapilheira analisada. Na testemunha foram coletos todos os galhos sobre o substrato. Os galhos foram armazenados em sacos plásticos, etiquetados e levados ao Laboratório de Ecologia e Conservação/UFRRJ, onde foram medidos o comprimento, diâmetro, grau de decomposição e aspecto interno, segundo método descrito por Carvalho & Vasconcelos (2002) em: 1. muito mole, 2. mole, 3. duro ou 4. muito duro; e quanto ao aspecto interno dos galhos, em: 1. totalmente sólido, 2. sólido mais separável em fibras, 3. com pequenos orifícios (poros) ou 4. totalmente oco. As formigas foram inicialmente preservadas em recipientes contendo álcool 70 %, e depois montadas em via seca e

4 identificadas em morfoespécies. Os diferentes ambientes foram analisados quanto às características do recurso galhos através de índices de diversidade (Simpson e Shannon) e comparados utilizando estatística paramétrica (Teste t e ANOVA) e não paramétrica (Kruskal-Wallis) no programa SYSTAT. A composição em espécies de formigas nos diferentes tratamentos foi analisada utilizando-se índices de similaridade (Jaccard e Sorensen). O material testemunho foi depositado na Coleção Entomológica "Costa Lima", IB/UFRuralRJ. RESULTADOS Registramos dentre os quatro métodos utilizados para acesso às espécies de formigas um total de 30 espécies,distribuídas em 5 subfamílias, Myrmicinae apresentou o maior número de espécies (50%) seguida de Formicinae (23%), Pseudomyrmecinae (17%), Ponerinae (7%) e Ecitoninae (3%). O tratamento MB5 se apresentou com 80 %(24) das espécies, MB4 com 77%(23), MB1 com 66%(20), MB2 63%(19) e a testemunha 46%(14 espécies) (Tabela 1). Apenas 8 morfoespécies foram comuns entre os tratamentos. A composição em espécies de formigas apresentou maior similaridade entre os tratamentos MB2/MB4 e MB5/MB4 (68% para Jaccard e 80% para Sorensen, nos dois casos). A Testemunha e o MB5 apresentaram os menores índices, 40% Jaccard e 29% Sorensen. Nas amostras de galhos da serapilheira encontramos um total de O tratamento MB5 apresentou maior número de galhos, 310 e a testemunha o menor número, 85. Os diâmetros foram significativamente diferentes entre os tratamentos (n = 1143; P = 0.000; x 2 aprox = 35,726; GL = 4). Os galhos do MB5 apresentou o maior diâmetro médio 0,71 cm, seguida do MB1 e MB2 com 0,63cm, MB4 com 0,53cm e por último a Testemunha com 0,43 cm. Não houve diferenças estatísticas entre as áreas de estudo quanto ao grau de dureza dos galhos segundo os índices de diversidade de Simpson (Teste de Kruskal-Wallis; KW = 4,33; P = 0,23; GL = 3) e Shannon (ANOVA, F = 1,98; P = 0,13; GL = 3). Houve diferenças significativas quanto ao aspecto interno segundo os índices de diversidade de Simpson (Kruskal- Wallis, KW = 8.93; P = 0.03; GL = 3 ) e Shannon (ANOVA, F = 2.93; P = 0.04; GL = 3). Os tratamentos com maior diversidade de plantas (MB5 e MB4) apresentaram-se com maiores índices de diversidade, para o recurso galhos. Os galhos preferidos pelas formigas para colonização apresentaram-se com um diâmetro médio de 1,17 cm (±0,18). Os galhos duros, moles, ocos e com orifícios tiveram a maior porcentagem de ninhos (64 %, 27%, 45% e 50%). No MB5

5 galhos/m 2 ), logo depois MB4 (0,7), MB1 (0,3) e MB2 (0,2 galhos/m 2 ). Observamos seis espécies de formigas colonizando os pequenos galhos da serapilheira. O tratamento com maior complexidade vegetal apresentou todas as espécies, enquanto que no MB4 observamos 50 % do total das espécies presentes. Os tratamentos MB1, MB2 e a testemunha só tiveram presença de uma espécie de formiga, porém diferentes entre tais medidas. A espécie Camponotus crassus esteve presente em maior número de galhos colonizados, seguida por Wasmannia auropunctata e Brachymyrmex sp.1. DISCUSSÃO Os ambientes com maior número de espécies vegetais apresentaram-se com maior riqueza de formigas. Essa maior riqueza de formigas deve estar relacionada com a maior complexidade estrutural da serapilheira, advinda da estratégia de reabilitação que utilizou maior número de pioneiras nativas nos tratamentos MB5 e MB4. A disponibilidade de nichos na serapilheira e sobre a vegetação é maior nos tratamentos com maior diversidade de plantas. Uma parcela dos galhos presentes nos tratamentos com maior número de espécies vegetais (MB5 e MB4) possuíam características apropriadas para utilização por formigas - i.e. moles, ocos ou com orifícios (Carvalho & Vasconcelos, 2002). Assim estes ambientes (mais complexos) propiciam uma liteira complexamente estruturada, mantendo a disponibilidade de sítios de nidificação, sendo este um fator importante para o aumento da diversidade de espécies de formigas na região tropical (Benson & Harada, 1988). Estes resultados confirmam diversos autores que sugerem que a riqueza de espécies de formigas esteja correlacionada com a complexidade estrutural da vegetação (Smith et al., 1992). O número de espécies presentes em um ambiente está correlacionado ao número de nichos realizáveis deste. O aumento da diversidade em um determinado nível cria condições para o aumento em outros níveis (Armbrecht et al., 2004). Segundo Neves (2004), o tratamento MB5 tem maior diversificação estrutural dos componentes arbóreos e aproximase estruturalmente e fisionomicamente de ambientes sucessionais avançados de Mata Atlântica, além de apresentar maior decomposição da serapilheira que as demais MB. Ambientes degradados ou com baixa diversificação vegetal (homogêneos) apresentam limitações à presença de organismos, devido à falta de recursos proporcionados por estes ambientes. Assim, nessas áreas, as comunidades de formigas se apresentam com baixa diversidade de espécies e com alta dominância.

6 CONCLUSÃO As comunidades de formigas são mais diversas em ambientes complexos do que em ambientes simplificados. São sensíveis a mudanças no ambiente sofrendo forte influência da estrutura vegetal. Através do monitoramento das comunidades de formigas em áreas reabilitadas é possível avaliar as metodologias e a eficácia das técnicas de revegetação quanto à manutenção da diversidade local e conseqüentemente a autosustentabilidade destes ambientes. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ANDERSEN, A.N., HOFFMANN B.D., MÜLLER, W. J., and GRIFFITHS A.D. Using ants as bioindicators in land mangement: simplifying assessment of ant community responses. Journal of Applied Ecology, 39: p.8-17, 2002 ARMBRECHT, I., PERFECTO, I., VANDERMEER, J. Enigmatic Biodiversity Correlations: Ant Diversity Responds to Diverse Resources. Science, 304: p , BENSON, W.W. & A Y. HARADA. Local diversity of tropical and temperate ant faunas (Hymenoptera, Formicidae). Acta Amazônica, 18: p , CARVALHO, K. & VASCONCELOS, H. Comunidade de formigas que nidificam em pequenos galhos da serrapilheira em floresta da Amazônia Central, Brasil. Revista Brasileira de Entomologia, 46: p , FITKAU, E. J. & H. KLINGE. On biomass and Trophic Structure of the Central Amazonian Rain Forest Ecocystem. Biotropica, 5: p HOFFMANN B.D., GRIFFITHS A.D., and ANDERSEN A.N. Responses of ant communities to dry sulfur deposit form mining emissions in the semi-arid tropical Australia, with implications for the use of functional groups. Austral Ecology, 25: p , HÖLLDOBLER, B. & E.O. WILSON. The Ants. Harvard University Press, Cambridge, Massachusetts, USA, 1990.

7 MAJER, J.D. Ants: bioindicators of Minesite Rehabilitation, land use, and land conservation. Enviromental Managment, 7: p , MAJER, J.D. Ant recolonization of rehabilitated bauxite mines of Poços de Caldas, Brazil. Journal Tropical Ecology, 8: p ,1992. MAJER, J.D. Ant recolonization of rehabilitated bauxite mines at Trombetas, Pará, Brazil. Journal Tropical Ecology, 12: p , MAJER, J.D., DAY,J.E.,KABAY, E.D. & PERRIMAN, W.S. Recolonization by ants in bauxite mines rehabilitated by a number of different methods. Journal Applied Ecology, 21: p ,1984. MATOS, J.A., C.N. YAMANAKA, T.T. CASTELLANI & B.C. LOPES. Comparação da fauna de formigas de solo em áreas de plantio de Pinus elliottii, com diferentes graus de complexibilidade estrutural (Florianópolis,SC.). Biotemas, 7: p.57-64, NEVES, L.G. Eficiência conservacionista de medidas biológicas em áreas degradadas no domínio ecológico da Mata Atlântica Dissertação (Mestrado em Ciências Ambientais e Florestais). Instituto de Florestas, UFRRJ, Seropédica. PARR, C.L. & CHOWN, S.L. Inventory and bioindicator sampling: testing pitfall and Windler methods winth ants in a South African savanna. Journal Insect Conservation, 5: p.27-36, ROSENBERG, D.M., DANKS, H.V. & LEHMKUHL, D.M. Importance of insects in environmetal impact assessment. Environmental Management, 10: p , SMITH. M.R.B., J.H.C. DELABIE. I.M.CARZOLA. A.M.Z. DA ENCARNAÇÃO. A.B. CASIMIRO. I.C. NASCIMENTO. A. L. B. SOUZA & M.FURST. Uso de formigas como bioindicadores: Primeiras indicações de padrões de interação entre vegetação, atividades agrícolas e comunidades de Formicidade. In: CONGRESSO LATINO-AMERICANO E BRASILEIRO DE ZOOLOGIA, 1992, Belém. PA, Resumos. 16, p.146.

8 VALCARCEL, R & D`ALTÉRIO, C. F. Medidas físicobiologicas de recuperação de áreas degradadas: avaliação das modificações edáficas e fitossociológicas. Floresta & Ambiente, 5 : p.68 88, VASCONCELOS, H.L. Respostas das formigas à fragmentação florestal. Série Técnica IPEF, 12: p.95-98, 1998.

9 Tabela 1. A Mirmecofauna em área em processo de reabilitação, Ilha da Madeira, Itaguaí,RJ. Legenda: I = Isca; C = Caule; G = Galhos; P = Pitfall Subfamílias Teste MB1 MB2 MB4 MB5 Myrmicinae I C G P I C G P I C G P I C G P I C G P Acromyrmex sp. X X Atta sp. X X X X X X Cephalotes sp. X X X X X X X X X Crematogaster sp. X X X X X X X X Mycetarotes sp. X Pheidole sp.1 X X X X X Pheidole sp.2 X X X X X X X X X Pheidole sp.3 X X X X X X Pheidole sp.4 X X X X X X X Pheidole sp.5 X X X X X X Solenopsis sp.1 X X X X X Solenopsis sp.2 X X Strumigenys sp. X X Trachymyrmex sp. X X X Wasmannia auropunctata X X X X X X X X X X X X Ecitoninae Labidus sp. X Formicinae Brachymyrmex sp.1 X X X X X X X X Brachymyrmex sp.2 X X X X X Camponotus crassus X X X X X X X X X X X X X X X Camponotus rufipes X X X X X X X X X Camponotus sp. X X X X X Hylomyrna sp. X Paratrechina sp. X X X Ponerinae Ectatoma bruneum X X Pachycondyla sp. X X X X X X X Pseudomyrmecinae Pseudomyrmex sp.1 X X X X X X X X Pseudomyrmex sp.2 X X Pseudomyrmex sp.3 X X X X X Pseudomyrmex sp.4 X X X X X Pseudomyrmex sp.5 X X Total de espécies